python - 在 Cython 中传递有界方法作为参数

Question

我试图将一些 C++ 代码包装到 Cython 中，但我在尝试将类中的方法作为参数传递给函数时遇到了一些麻烦。

我不知道它是否更清楚，但是类 A 表示一个统计模型(因此 myAMethod 不仅使用传递的参数而且使用许多实例变量)并且 B 有不同的方法来最小化传递的函数。

在 C++ 中，我有这样的风格:
A类
{
民众:
双我的方法(双*)
};
B类
{
民众:
双 myBMethod(A&, 双 (A::*f) (双*)
}


所以我想做的是在 Cython 代码中同时使用 A 和 B 的实例。我在包装类时没有遇到任何问题，但是当我尝试使用 myBMethod 时，我不知道如何传递类型为 A::*myAMethod

的指针

如果我这样做:myBMethod(ptrToAObj[0], &ptrToAObj.myAMethod),然后 Cython 将此代码编译为 [...] &ptrToAObj->myAMethod [...]，我从 g++ 中得到了预期的消息:

"ISO C++ forbids taking the address of a bound member function to form a pointer to member function."

但如果我尝试直接指向类方法，并执行 myBMethod(ptrToAObj[0], A.myAMethod)，那么 Cython 将不会编译并说出

myAMethod is not a static member from A.

这几乎就是我所能取得的进步。我可以在 C++ 级别工作并避免任何这些烦恼，但如果我能够在 Python 中(通过 Cython)交互使用 A 和 B 的实例，它将帮助我加快我的开发步伐。任何帮助将不胜感激，如果这个问题已经得到回答和/或在引用文献中可用，我深表歉意 - 我搜索了 SO、Cython 引用资料和 Smith 的“Cython”一书，但我没有找到这个主题。提前致谢!

Answer 1

我有一个部分(如果可怕的话)解决方案。我准备相信有更好的方法，但我不知道。

在 cpp_bit.hpp 中:

class A { 
  public:
    double myAMethod(double*) { return 0.0; }
}; 

typedef double (A::*A_f_ptr)(double *);

class B {
 public:
   double myBMethod(A& a, A_f_ptr f) { 
     double x = 0.1;
     return (a.*f)(&x);
   }
};

A_f_ptr getAMethod() {
  return &A::myAMethod;
}

我已经为函数提供了非常基本的实现，这样我就可以检查真正明显的崩溃。我还创建了一个函数指针，它返回指向 myAMethod 的指针。您需要为每个要包装的方法执行此操作。

在 py_bit.pyx 中

# distutils: language = c++

from cython.operator import dereference

cdef extern from "cpp_bit.hpp":
  cdef cppclass A:
    double myAMethod(double*)

  cdef cppclass A_f_ptr:
    pass

  cdef cppclass B:
    double myBMethod(A&, A_f_ptr)

  cdef A_f_ptr getAMethod()

cdef class PyA:
  cdef A* thisptr
  def __cinit__(self):
    self.thisptr = new A()
  def __dealloc__(self):
    del self.thisptr
  cpdef myAMethod(self,double[:] o):
    return self.thisptr.myAMethod(&o[0])

cdef class PyB:
  cdef B* thisptr
  def __cinit__(self):
    self.thisptr = new B()
  def __dealloc__(self):
    del self.thisptr
  cpdef myBMethod(self,PyA a):
    return self.thisptr.myBMethod(dereference(a.thisptr),getAMethod())

我不知道如何在 Cython 中对成员函数指针进行类型定义，所以我创建了一个具有相同名称的空 cppclass。这是有效的，因为 cython 似乎只是将它用于类型检查，仅此而已，并且由于它包含 cpp_bit.hpp(定义它的地方)，您可以毫无问题地使用它。

我所做的就是让成员函数指针指向 c++(在我调用的 getAMethod 中)。我不认为它完全令人满意，但它看起来可行，并且对于您要访问的每个成员函数来说只是一个简短的额外 c++ 函数。您可以调整放置它的位置以更干净地封装它。

另一种未经测试的方法:(编辑:进一步的想法表明这可能非常棘手!尝试此操作需要您自担风险!)

就个人而言，我很想更改 C++ 接口(interface)，以便将 myBMethod 定义为

double myBMethod(std::function<double (double*)>)

(因为大概你总是用它传递的 A 实例来调用它)。然后使用 c++(11!) 中的 lambda 函数将 A 实例和函数包装在一起

b.myBMethod([&](double* d){ return a.myAMethod(d) };

然后可能需要一些我还没有考虑过的非常复杂的 Cython 包装，但是应该可以将一个简单的 double (double*) 函数指针转换为 c++ 函数对象，所以更直接地使用它。

也有可能您的实际设计在我没有考虑的方面更加复杂，而且这种方法无论如何都不够灵活。